EXCEL在海河大橋主塔及斜拉索

1、主塔立面圖EXCE在海河大橋主塔及斜拉索測量數(shù)據(jù)計算中的應(yīng)用1、工程概況XX大橋主塔為“鉆石型”，直接坐落在承臺頂面上。承臺以上全高為164.798米，主塔由塔靴、下塔柱、中塔柱、上塔柱、下橫梁及上橫梁組成。塔頂?shù)母叱虨?66.635米，承臺頂面高程L 837米，下橫梁的標(biāo)高36.055米，下塔柱順橋向?qū)?.0米，橫橋向?qū)挒?.7米6.8米，上塔柱和中塔柱順橋向?qū)?.0米從塔頂級性港渡 到下橫梁頂面的位置，下橫梁以下的寬度為8米。如下圖：2、坐標(biāo)系情況Sa1 海河大橋主塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高度大，根據(jù)施工方案共分41節(jié)段進(jìn)行施工混凝土澆筑，為了減化計算，方便構(gòu)件埋設(shè)及調(diào)整，把大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為主塔的施工

2、獨立坐標(biāo)系；定義坐標(biāo)原點(0,0,0 )為塔對稱中心線高程+0. 00m處，大地坐標(biāo)為己85437. 654 , 144541.321 , 0),獨立坐標(biāo)系的X軸在大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方位角 為25。18 36 ，X軸正方向指向大樁號方向，正向指向塔頂。如平面圖所示2軸大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為獨立坐標(biāo)的公式為：X= (X - X0 ) xCOS + (丫 - Y0 ) xSINJ aY=- (X - X0 ) xSIN a + ( Y - Y0 ) xCOSx其中：X、Y為大橋獨立坐標(biāo)；X 、Y為大地坐標(biāo)；a為獨立坐標(biāo)X軸正方向在大地坐標(biāo)系中的方位角。3. EXCEL坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算方法由于施工中導(dǎo)線點及相鄰

3、墩臺等構(gòu)筑物仍采用大地坐標(biāo)，主塔獨立坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間需要經(jīng)常 轉(zhuǎn)換以便互相復(fù)核比較，采用電子表格EXCEL軟件編制的一些實際測量程序，通過實踐證明會更加直觀、快捷、方便。下面以大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獨立坐標(biāo)為例，說明一下計算方法。打開EXCEL后會顯示出一張空表格，每一單元格可以輸入一個數(shù)據(jù)，按照常規(guī)習(xí)慣把要處理的原始數(shù)據(jù)依次輸入到相 應(yīng)的單元格中，并在需要顯示結(jié)果的相應(yīng)單元格內(nèi)輸入計算公式，EXCEL則會按照公式自動計算出結(jié)果。第一步，首先按照計算流程設(shè)計一個表格并把表頭、己知坐標(biāo)、角度、備注等內(nèi)容輸入到相應(yīng)的格內(nèi)。如圖所示，a r CD1大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獨立坐標(biāo)計算表2soTO方位角(度)1備注328

4、5-437. 354144541. 32125.31已知數(shù)據(jù)第二步，把第4行分別設(shè)置成表頭在A4 B4、C4單元格內(nèi)設(shè)置成表頭分別寫入X、Y和方位角(弧度)” A5、B5作為輸入大地坐標(biāo)的單元格，C5單元格計算弧度值。根據(jù) C5單元格計算弧度值。根據(jù)EXCEL的三角函數(shù)計算公式需要把已知的角度轉(zhuǎn)換成弧度，在C5單元格內(nèi)輸入計算公式，角度換算弧度的計算公式RADIANSO,括弧內(nèi)需要輸入要轉(zhuǎn)換成弧度的角度值，在本表中角度數(shù)值在C3 (C3代表第C第3行)單元格內(nèi)，所以C5單元格輸入的公式“ =RADIANS (C3并回車，則C5單元格內(nèi)會顯示出弧度計算結(jié)果。如下圖：A 11 BCD1大搭坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

5、獨立坐標(biāo)計算表2X070方位角(度)備注3285437. 354144541. 32125.31己知數(shù)據(jù)4r方位角(別度)輸人大地坐標(biāo)50. 4417428第三步，把第6行設(shè)置成表頭，在A6、B6單元格內(nèi)分別輸入X、Y,代表獨立坐標(biāo)值，并在備注單元格內(nèi)注明。A7和B7單元格分別輸入計算公式即可求得獨立坐標(biāo)值。A7單元格計算的是獨立坐標(biāo)的X值計算公式為X=(X - XO) xCOSx + (Y - YO) xSIN a,把對應(yīng)的單元格帶入公式，貝UA7單元格輸入的公式為“ =(A5-A3) xCOS (C5) + (B5-B3) xSIN (C5)同樣B7單元格獨立坐標(biāo)的丫值計算公式為Y=- (

6、X - XO ) xSIN a + (Y - YO ) xCOSx，輸入的公式為 “ =-(A5-A3) xSIN(C5) + (B5-B3) xCOS (C5)” 貝ij所有計算完成。雖然表中每一格都有自己的編號，如A5、A3、C5,但在輸入公式的過程中可不用鍵入其編號，可以用鼠標(biāo)點擊輸入，如要輸入公式：=A5-A3則依次操作：輸入等號二，然后點擊A3格、輸入減號-，點擊A3格，然后回車確認(rèn)即可。公式編輯完成后，只需在A5、B5單元格內(nèi)輸入大地坐標(biāo)，所求獨立坐標(biāo)就會在A7、B7單元格內(nèi)自動顯示出來，。例如輸入(285468. 5H7 , 144502. 6009 ),自動計算出獨立坐標(biāo)(11

7、. 342 , -48. 195 )，如下圖 所示。經(jīng)用 其他方法計算結(jié)果相同完全正確，但這種方法完成計算工作最為輕松簡單。An1 1n1n1大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獨立坐標(biāo)計算表2soY0方位角(度)備注342S5437.654144541. 32125. 31已知數(shù)據(jù)It方& (弧屬)輸人大地坐標(biāo)50.441T42S6Yi輔出獨立坐標(biāo)7-319S31.E3E-6537. 459采用同樣的方法可以在EXCEL中制作獨立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換大地坐標(biāo)的表格程序，獨立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)的公式為: X=XO+XxCOa -YxSIN aY =YO+XxSINA+YxCOS其中：X、Y為大橋獨立坐標(biāo)；x 、Y為大地坐標(biāo)；X0

8、=285437. 654 Y 0=144541. 321a =25 18，364、中上塔柱標(biāo)準(zhǔn)段獨立坐標(biāo)計算索塔中上塔柱標(biāo)準(zhǔn)段某標(biāo)高處斷面在獨立坐標(biāo)系中的投影如下圖所示,A-fC1DD,C-AC、A C位置為塔柱外側(cè)輪廓線, 呈八字形向外延伸，至下橫梁中心位置；變化規(guī)律是：外側(cè)線從塔頂寬6. 0米開始以9. 354:1的斜率，BD B D為內(nèi)側(cè)線，其延長線交點位于塔頂處，以10. 452:1的斜率向下橫梁延伸；AC、BD、A C 、B D四條線段代表塔柱順橋向的寬度，在同一斷面上長度相等，變化規(guī)律是從塔頂6.0米，經(jīng)過130.58米高度，以130.58:1的斜率，漸變至下橫梁頂面寬度變?yōu)?米。

9、根據(jù)幾何 關(guān)系推到計算公式如下：順橋向?qū)挾龋?X=3+(166. 635-Z)/130. 58外邊線到X軸的距離：內(nèi)邊YAC二3+(166. 635-Z)/9. 354線到 X 軸的距離:YBD=(166. 635-Z)/10. 452根據(jù)以上各點在獨立坐標(biāo)系中所處的象限添加正負(fù)號即可算的各點的獨立坐標(biāo)，根據(jù)換算公式即可算出大地坐標(biāo)。因為上式只有標(biāo)高 Z 一個變量，所 以只需輸入標(biāo)高數(shù)值，中上塔柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的獨立坐標(biāo)及大地坐標(biāo)就會同時自動計算出來。在實際施工中塔柱外側(cè)模板的標(biāo)高往往略有差值，各點的坐標(biāo)需根據(jù)各點的標(biāo)高精確計算，編輯EXCEL如下：E I C I D I E I F海河大BF中上塔

10、柱標(biāo)港段坐標(biāo)計算表2位置點號輸入高程工XY中3西塔柱t左）AED3. SIT-14, 400285147- 60144520. 9354Beo3.617-10 2022SE44E. 4e6144E33. 7295C60-3.817-14. 400285440. 359144526. S726Deo-3. 317-10.35436. E144E30. 4 SST十eo3. SIT14. 400285434. 049144555* 970Seo3, eiT10,沁3543e, 74314552, 1759I J %琦1：3eo-3-81714. 400285428. 048144552. 7071

11、0eo-3, 3LT10. 2029135、斜拉索三維坐標(biāo)計海河大橋斜拉索共74根，采用空間扇形布置，索面豎直方向在主塔上交點間距為拉索錨點位于塔壁中心線。主梁上主跨側(cè)的水平方向索距為16米，橫橋向斜拉索線斜拉索錨固點距梁頂（最高點）1米，斜拉索通過鋼錨箱邊跨側(cè)索距為距道路中心線10.7米，豎直方向（最高點）主要計算原理是：根據(jù)斜拉索的長度與其在三個投影面內(nèi)的投影長度成正比例關(guān)系，可以列出四個等式，只要知道其 中的一個數(shù)值，即可求出其余三個數(shù)值。由于每根斜拉索空間角度都不同，采用常規(guī)方法計算繁瑣需要不斷變換相關(guān)參數(shù)，不 直觀而且容易出錯。采用EXCEL列表計算能夠數(shù)據(jù)保存不用重復(fù)輸入原始數(shù)據(jù)，

12、而且利于復(fù)核計算。主要計算步驟如下：第一步，根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)列表輸入每根斜拉索塔上和梁上錨固點三維坐標(biāo)。第二步，計算每根斜拉索塔上和梁上相應(yīng)的三維坐標(biāo)差，X、A、 Z；第三步，根據(jù)平方關(guān)系* ”+ Z?=L；計算各斜拉索總長L值。第四步，根據(jù)比例相等關(guān)系，J 一乙求解三維坐標(biāo)。下圖是計算距塔頂錨固點LL X Y Z處三維坐標(biāo)，只需輸入L值，其坐標(biāo)就會自動計算出來，可以方便計算斜拉索上任意點的坐標(biāo)，根據(jù)索導(dǎo)管的長度即可計算 索導(dǎo)管出口的三維坐標(biāo)。1. 5-2. 5 米，斜10.719米,豎直方向8米T米，橫橋方向斜拉索錨點2米。H 0 i P Q P.A i B C D E F ； I E L ,

13、I斜點坐3累上坐標(biāo)iLfi入輸出1/處生捕XyZ1KAXlUlfF也i1/-中1 C116.軸-15IC. TJ9口勺，6P5J. 1外7*951s一s. eEiT52-1. Wf 1e. 977122 430-310. weja. 49?弟a2. 2MST* 的 15，-3J931 1阿1 1 I J306-1.M1E. 5311： 5. S22-47IC. TIS40. 505. D|竭SM7?時十霰5-a. shfs. fig?12 JIB7匚4 363i： 8.的 e-63IQJ191 05?札列茹L 35e8L4IDT. U375-1.3TT“】3124.4118-5-1.H7E.

14、130170 S94-79ID. 7ig4ro37T. 4?325仙in.bl25顯3斫12TH1S9 Q6-1.510-391133. lb-95JO. 7J34LTD3914905. 32e91.4； 5131,9I45-5. 0615. IHIZS. SC510 , 1-1, we4.打號r 5.-HI10, 719U. P52109. 494GUOO93, 552144, 357s-5. 29e4. 630152. 592n-cs-L WD5-5 J媲4. 552135.74112 Cl-1. 4?心臨即 L 09 J-11310, TH42, 29(M( 50T6沖9S. 7S7ITJ. TILs4. ： 79IM. 3313 CIO-1. 4Sqi 52